Question

我想问一下，如何在C中以恒定时间将两个未排序的列表合并到一个未排序的列表中，因为我们需要一个while循环来获取所有元素。

前：

List1: 2 5 1 4 3
List2: 5 9 4 2 5 7 8
List3: elements of the two lists,don't care about order

不要判断我是初学者。

Answer 1

这取决于内存中的数据结构以及是否可以修改现有列表。

如果您可以修改现有列表，那么您可以向List1询问它的最后一个元素（其中O（1）是列表标题具有指向列表末尾的指针）和那么它只是List1->last->next = List2->head的问题。之后，迭代List1将迭代所有元素。

如果您不能更改List1，则必须复制列表;这对于O（1）来说很棘手，但是如果将所有元素保存在单个内存区域中（例如，您不使用指向节点的指针;而是将所有节点保留在数组中），这仍然是可能的。在这种情况下，您为两个列表的节点分配内存，然后您可以将结果填充两次memcopy()。当然，memcopy()并非真的是O（1）但是当前的CPU（可以每秒复制千兆字节），你通常不会注意到差异。

Answer 2

tl; dr：去阅读有关链表数据结构的内容。所有这些都很常见。

真正的O（1）追加的最低要求是你有可变链接列表，可以持续访问尾部。

因此，最简单的链表是：

struct ListNode {
  struct ListNode *next;
  int data; /* or void*, or whatever */
};

typedef struct ListNode *SinglyLinkedList;

即，只需按住指向列表第一个元素的指针即可。在这种情况下，到达尾部是线性时间（O(n)），因此您无法做到您想要的。但是，如果我们使用

struct ListHeadTail {
    struct ListNode *head;
    struct ListNode *tail;
    /* could keep length here as well, if you want it */
};

然后插入列表会稍微困难一些，但您可以轻松地进行常量时间追加：

struct ListHeadTail append(struct ListHeadTail *first,
                           struct ListHeadTail *second) {
    struct ListHeadTail result;

    /* special cases first, where either first or second is empty */
    if (first->head == NULL) {
        result = *second;
        second->head = second->tail = NULL;
    } else if (second->head == NULL) {
        result = *first;
        first->head = first->tail = NULL;
    } else {
        result.head = first->head;
        result.tail = second->tail;
        first->tail->next = second->head;
        first->head = first->tail = NULL;
        second->head = second->tail = NULL;
    }
    return result;
}

其他常见结构是双向链表 - 再次使用标记节点而不是head->prev == tail->next == NULL。

Answer 3

如果你想要的是表现作为连接列表的东西，你可以通过创建一个由两个现有List类构造的ConcatenatedList类来实现。如果你使用的是纯C而不是C ++，那么类的概念可能需要稍微捏一下，但从结构上来说，这个想法是一样的。

ConcatenatedList类可以有两个属性：一个头属性，它只不过是对第一个List的引用，以及一个tail属性，它只不过是对第二个List的引用。

然后使用ConcatenatedList模拟基本List类的方法。要访问ConcatenatedList的第k个元素，可以尝试以下方法：

if (k < header->size()) { return header->getElement(k); } return tail->getElement(k - header->size());

编码的其余部分应该是直接的。

使用这种方法，连接过程将是O（1）。

值得注意的是，（not）Useless提供的答案也是有效的，但它假定了列表的LinkedList结构，而这种方法没有这个要求。但是，在重复连接之后，这种方法在性能方面将开始看起来像LinkedList实现。

将两个列表合并为一个，O（1）时间复杂度

3 个答案: